Unter Sekundärmetallurgie versteht man die Nachbehandlung von Stahl nach dem Frischen.
Die Einführung der Sekundärmetallurgie hat zu grundlegenden Veränderungen in der Stahlindustrie geführt. Während früher der Stahl nach dem Frischen fertig war, schließt sich heute üblicherweise eine Reihe von Nachbehandlungen an, um die geforderte Qualität des Stahls zu erreichen.
- Bei Edelstahl darf der Schwefel- und Phosphorgehalt nur 0,025 % betragen.
- Bei Qualitätsstahl 0,045 % und bei Grundstahl immerhin 0,05 %
In speziellen Aggregaten werden beispielsweise Legierungselemente eingebracht, die Schmelze homogenisiert − Schwefel, Phosphor oder anderen Elemente entfernt und der genaue Kohlenstoffgehalt eingestellt.
Es gibt folgende Verfahren der Sekundärmetallurgie:
- Mittels Lichtbogen wird die genaue Gießtemperatur für die Stranggießanlage eingestellt. ± 3 °C
- Einstellen der Analyse durch Legieren (FeMn, FeCr, FeSi, FeMo, …)
- Homogenisieren durch das Pfannenspülen mit Argon
In der Schmelze sind vielfach Gase gelöst, die bei der Weiterverarbeitung des Stahles die Eigenschaften negativ beeinflussen. Um diese sicher zu entfernen, wird die Nachbehandlung unter Vakuum durchgeführt. In der Vakuumanlage wird über Dampfstrahler ein Tiefvakuum erzeugt (mit einem Restdruck von ca. 5 mbar). Im Tiefvakuum kann der Wasserstoffgehalt des Stahles reduziert werden. Der Wasserstoff würde den Stahl brüchig machen. Man spricht dann von einer Wasserstoffsprödigkeit. Weiterhin kann durch die Vakuumbehandlung des Stahls der Kohlenstoff weiter reduziert, um den Stahl für das Tiefziehen geeignet zu machen.
Anlagenbauformen sind:
- RH (Ruhrstahl Heraeus) Verfahren:
Eine Teilmenge (ca. 25 %) des flüssigen Stahls wird in ein Gefäß unter Vakuum angesaugt. Das Gefäß besitzt an der Unterseite zwei Tauchrohre. Diese werden von oben in die in einer Schmelzpfanne befindliche Schmelze eingetaucht, anschließend wird das Gefäß evakuiert. Über beide Kanäle steigt dadurch ein Teil der Schmelze bis in das Gefäß auf. Man spricht daher von einer Teilmengenentgasungsanlage. In den einen Kanal wird dann kontinuierlich Argon eingeblasen. Damit bewirkt man, dass in diesem Kanal der flüssige Stahl in das Vakuumgefäß aufsteigt. Dort wird die Schmelze entgast und fließt durch den anderen Kanal zurück in die Schmelzpfanne. Man spricht deswegen vom Vakuumumlaufverfahren.
- DH (Dortmund Hörde) Verfahren:
Bei einer DH-Anlage wird das Gefäß ebenfalls in die Schmelze eingetaucht. Das Gefäß wird dann zyklisch gehoben und gesenkt und unter Vakuum behandelt, man spricht deswegen vom Vakuumheberverfahren. Dabei wird intensiv mit Argon in der Pfanne gespült um die Schmelze in Bewegung zu halten. Auch hierbei handelt es sich um eine Teilmengenentgasungsanlage.
- VD (Vacuum Decarburization) und verwandte Verfahren:
Dabei wird die gesamte Schmelzpfanne in einen hermetisierbaren Gefäß einem Vakuum ausgesetzt und von unten mit Inertgas gespült.
